Zone de rusticité
Une zone de rusticité est une zone géographique dans laquelle une catégorie spécifique de plantes est capable de vivre, c’est-à-dire de supporter les températures minimales hivernales de cette zone. Le système le plus communément utilisé est appelé système USDA, mais n'est pas le seul.
| Zone de rusticité | |
 Carte mondiale des zones de rusticité des plantes selon les températures minimales annuelles moyennes, pour la période 1980–2010. | |
| Caractéristiques | |
|---|---|
| Domaine | Botanique et horticulture |
| Type | Classification climatique |
| Critère | Température minimale extrême annuelle moyenne |
| Nombre de zones | 13 |
| Nombre de sous-zones | 26 |
| Échelle | 1a à 13b |
| Intervalle | 10 °F (5,6 °C) par zone |
| Sous-division | 5 °F (2,8 °C) par sous-zone |
| Organisme | USDA (Département de l’Agriculture des États-Unis) |
| Apparition | 1960 |
| Utilisation | Horticulture, botanique, agriculture et recherche |
| Référence | |
| Système | USDA Plant Hardiness Zone Map |
| Période | 1980 à 2010 |
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Système de zones de rusticité du département d’Agriculture des États-Unis
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Les zones de rusticité ont initialement été créées par le département de l'Agriculture des États-Unis (USDA) et ont ensuite été adoptées dans de nombreux pays. Elles ont été établies à partir des moyennes de la température minimale sur plusieurs années[1]. La définition d'origine détermine 11 zones numérotées, dont les températures vont de −45,6 °C (−50 °F) à +10 °C (50 °F) par tranche d'environ 5,55 °C (10 °F). Chaque zone est divisée en zones a et b, soit environ 2,78 °C (5 °F). Les zones ont été déterminées sur une trentaine d'années (1978-2007) de données du Global Historical Climatology Network (en). Elles sont maintenant établies sur la moyenne des températures minimales des 20 années précédentes. Par la suite ont été ajoutées les zones 12 et 13, voire éventuellement la zone 14[réf. nécessaire].
Tableau détaillé des zones de rusticité USDA
modifierLa température est exprimée en Degrés Celsius dont le symbole est « °C ».
| zone | de | à | |
| 0 | a | < -53,9 | |
| b | -53,9 | -51,1 | |
| 1 | a | -51,1 | -48,3 |
| b | -48,3 | -45,6 | |
| 2 | a | -45,6 | -42,8 |
| b | -42,8 | -40 | |
| 3 | a | -40 | -37,2 |
| b | -37,2 | -34,4 | |
| 4 | a | -34,4 | -31,7 |
| b | -31,7 | -28,9 | |
| 5 | a | -28,9 | -26,1 |
| b | -26,1 | -23,3 | |
| 6 | a | -23,3 | -20,6 |
| b | -20,6 | -17,8 | |
| 7 | a | -17,8 | -15 |
| b | -15 | -12,2 | |
| 8 | a | -12,2 | -9,4 |
| b | -9,4 | -6,7 | |
| 9 | a | -6,7 | -3,9 |
| b | -3,9 | -1,1 | |
| 10 | a | -1,1 | +1,7 |
| b | +1,7 | +4,4 | |
| 11 | a | +4,4 | +7,2 |
| b | +7,2 | +10 | |
| 12 | a | +10 | +12,8 |
| b | +12,8 | +15,6 | |
| 13 | a | +15,6 | +18,3 |
| b | +18,3 | +21 | |
| 14 | a | +21 | Max |
Avantages et inconvénients des zones USDA
modifierLes zones de rusticité USDA sont pertinentes pour la région biogéographique holarctique où elles se révèlent efficaces dans de nombreuses situations car c'est souvent les basses températures d'hiver qui conditionnent la possibilité de cultiver un végétal en extérieur. Toutefois, la méthode a aussi des inconvénients car elle ne tient pas compte des températures maximales de chaleurs estivales. De ce fait, des sites ayant de mêmes minima hivernaux, mais des températures estivales très différentes seront classés dans la même zone.
L'humidité est déterminante dans la résistance au froid de beaucoup de végétaux. Ainsi, la pluie, le brouillard et la neige (même si cette dernière peut être relativement protectrice par rapport au froid) peuvent interdire la culture de plantes qui résisteraient sans problème en climat sec à des températures même inférieures. Un bon exemple est celui des cactées dont certaines résistent à −10 °C, −15 °C, voire −30 °C sous certaines conditions mais meurent à des températures bien supérieures en climat humide.
Certains chercheurs ont développé des systèmes parallèles adaptés à des spécificités climatiques différentes :
- pour l'Australie, Iain Dawson du Australian National Botanic Garden propose 7 zones par tranches de 5 degrés commençant à la zone 1 de −15 à −10 °C jusqu'à la zone 7 de +15 à +20 °C ;
- la Sibérie a nécessité l'adjonction de la zone 0 pour des températures minimales moyennes inférieures à −51 °C ;
- inversement, l'Afrique tropicale a nécessité l'adjonction de la zone 13 pour des températures minimales supérieures à +15 °C.
Limites du concept pour les plantes tropicales sensibles au froid
modifierCertaines plantes tropicales, palmiers tropicaux, orchidées du genre Phalaenopsis par exemple, illustrent une limite du système de zones de rusticité : elles peuvent subir des lésions de refroidissement (chilling injury) à des températures basses mais non gélives[2]. On appelle lésion de refroidissement les dommages provoqués par des températures supérieures au point de congélation, généralement comprises entre 0 et 10°C, auxquelles les espèces tropicales sont particulièrement sensibles, tandis que les espèces des zones tempérées le sont rarement[2].
Chez les plantes tropicales d’ornement, les symptômes observés sont le jaunissement des feuilles (chlorose), des taches gorgées d’eau, le flétrissement, et dans les cas avancés une nécrose et l’effondrement des tissus[3].
Or, le système des zones de rusticité est basé sur la moyenne des températures minimales hivernales extrêmes et ne renseigne pas sur le seuil de développement d’une espèce, c’est-à-dire la température en dessous de laquelle sa croissance cesse[2].
Ainsi, même une région n’ayant jamais de gel peut ne pas convenir aux espèces dont les organes ou la floraison sont lésés par une chute modérée de la température[4].
Quelques exemples documentés :
- L’orchidée Phalaenopsis subit des dégâts de froid au cours d’un stockage à 15 °C (plus sévère qu’à 20 °C), avec apparition de taches jaunes à la base des feuilles supérieures puis chute des feuilles (abscission) quand la durée d’exposition augmente ; des taches et piqûres foliaires ont été provoquées, en outre, par une seule exposition de huit heures à des températures de 2 à 7°C[5] ;
- Chez les Phalaenopsis standards, les boutons floraux tombent lorsque la température nocturne descend sous 15,6 °C (60 °F), mais certaines espèces d’altitude peuvent tolérer jusqu’à 10 °C[4] ;
- La vanille, Vanilla planifolia, est sensible aux températures inférieures à 10 °C et nécessite des nuits de 15 à 18° C pour une croissance normale[6] ;
- Le palmier Verschaffeltia splendida exige des températures nocturnes d’au moins 18 °C et subit un stress marqué dès 10 °C[7] ; Licuala grandis ne devrait être cultivée en extérieur que là où les températures ne descendent pas sous 3 °C (zone 10b)[8] ; et Bentinckia condapanna, considéré comme marginal même en zone 10b, a une température minimale de l’ordre de 0 °C[9].
Ces espèces montrent qu’une zone de rusticité, même étendue aux tropiques — les zones 12 (10 à 12,8 °C) et 13 (12,8 à 15,6 °C) ont été ajoutées en 2012 pour les régions tropicales telles que Porto Rico et Hawaï[10] — ne suffit pas à garantir la possibilité de cultiver une plante dont le seuil physiologique est supérieur au minimum absolu de cette zone. Pour cultiver de telles espèces en plein champ dans les climats tempérés, il faut en général disposer d'une serre chauffée.
Outre les zones de rusticité, d’autres systèmes de zonage basés sur différents paramètres ont été établis : la carte des « zones de chaleur » de l’American Horticultural Society (Heat Zone Map), créée en 1997 par H. Marc Cathey à partir du nombre de jours annuel moyen dépassant 30 °C, entend par exemple compléter l’information que seule la carte de rusticité ne peut fournir[11].
Exemples documentés aux deux extrêmes de l'échelle
modifierLes tableaux ci-dessous illustrent les deux extrémités de l'échelle : d'une part les conifères des zones 0 à 2 (minima moyens inférieurs à −40 °C), d'autre part des espèces tropicales dont le seuil physiologique se situe au-dessus de 10 °C — pour celles-ci, même les zones 12 et 13 ne garantissent pas la culture de plein champ, la croissance cessant ou des lésions de refroidissement apparaissant bien avant le moindre gel[2].
Conifères parmi les plus rustiques au monde (zones USDA 0 à 2)
modifier| Espèce (nom vernaculaire) | Nom scientifique | Type | Tolérance au froid documentée | Aire naturelle | Particularités |
|---|---|---|---|---|---|
| Mélèze de Dahurie | Larix gmelinii | Conifère à aiguilles caduques | < −70 °C (record de rusticité)[12] | Taïga de Sibérie orientale | Arbre le plus septentrional du monde ; aiguilles caduques ; sols superficiels sur pergélisol[12] |
| Épinette noire | Picea mariana | Conifère à aiguilles persistantes | zone 2 (limite entre −45,6 et −40 °C)[13] | Forêt boréale canadienne | Dominante dans les muskegs et la toundra arbustive[13] |
| Mélèze de Sibérie | Larix sibirica | Conifère à aiguilles caduques | zones USDA (1)–2 ; très rustique en dormance[14],[15] | De l'Europe du Nord à la Sibérie centrale et orientale[14] | Bois fort et durable ; reprise de croissance hâtive le rendant sensible aux gelées tardives en culture[15] |
| Pin de Sibérie (pignon sibérien) | Pinus sibirica | Conifère à aiguilles persistantes | zones USDA 1–6[16] | Oural, Sibérie, nord de la Mongolie | Graines comestibles (pignons sibériens) disséminées par le cassenoix[17] |
| Sapin de Sibérie | Abies sibirica | Conifère à aiguilles persistantes | zone 1 (limite en dessous de −45,6 °C)[18] | Taïga de Sibérie | Aiguilles résineuses odorantes ; huiles essentielles distillées pour l'aromathérapie ; extrêmement rustique mais sensible aux gelées tardives[18] |
| Genévrier de Sibérie | Juniperus communis var. saxatilis (syn. J. sibirica) | Conifère à feuilles écailleuses | zone 3 (limite entre −39,9 et −34,4 °C)[19] | Le conifère le plus largement réparti au monde[19] | Arbuste nain ; chronologie dendrochronologique de 676 ans établie sur cette variété[19] |
Plantes tropicales sans rusticité au froid : seuils documentés
modifier| Catégorie | Espèce | Seuil documenté | Aire / exigences | Particularités |
|---|---|---|---|---|
| Arbre à fruits | Cacaoyer Theobroma cacao | dégâts < 10 °C ; floraison seulement ≥ 20 °C ; optimum 18–32 °C[20] | Zones tropicales sans gel, températures annuelles ≥ 20 °C[20] | Fleurs et fruits directement sur le tronc (cauliflorie) |
| Arbre à fruits | Arbre à pain Artocarpus altilis | 15–40 °C ; optimum 21–32 °C[21] | Tropiques humides de basse altitude | Multiplication végétative ; plutôt ultra-tropical |
| Arbre à fruits | Durian Durio zibethinus | croissance stoppée si moyennes journalières < 22 °C ; fructification incertaine si moyenne du mois le plus froid < 15 °C[22],[23] | Thaïlande péninsulaire, Malaisie, Indonésie, Bornéo[23] | Minima annuels de 19 à 25 °C dans son aire naturelle[23] |
| Plante parasite | Rafflesia Rafflesia spp. | Plante strictement tropicale, sans tolérance au gel ; exige une chaleur et une humidité élevées et constantes ; croissance favorisée par des températures d'environ 24–32 °C | Forêts tropicales humides d'Asie du Sud-Est (Sumatra, Bornéo, Malaisie, Philippines) | Holoparasite endophyte dépourvu de feuilles, tiges et racines fonctionnelles ; absence de photosynthèse ; parasite obligatoirement des lianes du genre Tetrastigma ; cultivation par plantation conventionnelle impossible |
| Arbre à fruits | Marang Artocarpus odoratissimus | dégâts < 7 °C ; zones USDA 10–12[24] | Bornéo (Brunei, Kalimantan, Sabah, Sarawak)[24] | Pluies abondantes et bien réparties requises |
| Arbre à fruits | Mangue odorante Mangifera odorata | minima annuels de 18 à 24 °C[25] | Cultivé à Bornéo, Sumatra, Java ; jamais trouvé à l'état sauvage | Hybride supposé M. indica × M. foetida[26] |
| Arbre à fruits | Mangoustan Garcinia mangostana | fructification incertaine si moyenne du mois le plus froid < 15 °C ; minima annuels de 19 à 25 °C[27] | Péninsule Malaise ; zones sans gel | Croissance lente ; repiquage du tap racine délicat |
| Arbre forestier | Ylang-ylang Cananga odorata | optimal 20–30 °C ; tolère 16 °C ; tué ≤ 5 °C[28] | Forêts équatoriales humides | Huile essentielle de parfumerie |
| Arbre forestier | Fromager Ceiba pentandra | fructification compromise si nuits < 20 °C ; tolère 12 °C ; tué ≤ −1 °C[29] | Zone équatoriale et tropicale humide | Kapok ; croissance stoppée en dessous de ~20 °C la nuit |
| Arbre forestier | Figuier papou Ficus dammaropsis | dégâts possibles < 4 °C ; très sensible au gel[30] | Hautes terres (1 000–2 500 m) de Nouvelle-Guinée, forêt de nuages | Feuilles jusqu'à 90 cm, les plus grandes du genre[30] |
| Arbre littoral | Arbre à poissons Barringtonia asiatica | minima annuels de 19 à 25 °C (habitat naturel)[31] | Plages coralliennes Indo-Pacifique | Fruits flottants ; feuilles, graines et écorce utilisées comme ichtyotoxiques[31] |
| Arbre littoral | Tamanu Calophyllum inophyllum | 8 °C tolérée ; moyenne annuelle 18–33 °C[32] | Côtes chaudes de l'océan Indien au Pacifique | Huile de tamanu ; non adapté aux zones fraîches ou d'altitude |
| Arbuste | Tiare de Tahiti Gardenia taitensis | stress et floraison inhibée < 15 °C ; préfère 22–30 °C[33] | Polynésie française | Fleur nationale ; utilisée dans le monoi |
| Arbuste | Bilimbi Averrhoa bilimbi | strictement tropical ; tué ou sévèrement blessé < 0 °C[34] | Climats chauds et humides | Plus rustique que la carambole mais sans tolérance au froid prolongé[34] |
| Palmier | Cocotier Cocos nucifera | réussit uniquement où T > 10 °C ; lésions du tronc après froid prolongé ≈ 0 à +2 °C[35],[36] | Tropiques littoraux | Zones USDA 10–12 ; stries rouges molles du tronc après exposition prolongée au froid[36] |
| Palmier | Palmier éventail de Vanuatu | planter uniquement où T ≥ 3 °C ; zone 10b[37] | Sous-bois des Vanuatu et Îles Salomon | Feuilles plissées circulaires ; très tolérant à l'ombre |
| Palmier | Palmier orange de Sulawesi Areca vestiaria | zone 10a ; succombe à une fraîcheur persistante[38] | Forêts de basse montagne d'Indonésie orientale (jusqu'à 1 200 m) | Port parfois acaule ; couleurs rouge/orange très variables |
| Palmier | Palmier géant de Maluku Pigafetta filaris | zones USDA 11–12 ; croissance stoppée dès 13–15 °C[39] | Moluques et Nouvelle-Guinée, jusqu'à 300 m | L'un des palmiers les plus hauts (jusqu'à 50 m) et à croissance la plus rapide |
| Plante herbacée | Rose de porcelaine Etlingera elatior | aucune tolérance au gel ; performances médiocres si nuits < 10 °C ; zones USDA 10–12[40] | Thaïlande, Malaisie, Indonésie, Nouvelle-Guinée | Inflorescences en torche ; tiges florales monocarpiques |
| Aracée | Arum titan Amorphophallus titanum | serre très chaude et humide ; jours 27–32 °C, nuits ≈ 24 °C[41],[42] | Forêts équatoriales de Sumatra | Inflorescence la plus grande du monde ; exige des nuits chaudes constantes[42] |
| Aracée | Anthurium royal | minimum 16 °C ; optimum 18–26 °C[43] | Forêts nuageuses chaudes de Colombie et Équateur | Feuilles coriaces ondulées ; exige une humidité élevée |
| Marantacée | Goeppertia warszewiczii | culture à 16–21 °C[44] | Sous-bois humide d'Amérique centrale | Plante d'intérieur ; très sensible aux variations de température[44] |
| Orchidée liane | Vanille | zones USDA 11+ ; T ne devant pas descendre sous 10 °C ; nuits idéales de 15 à 18 °C[45] | Forêts humides tropicales d'Amérique | Pollinisation manuelle hors de son aire d'origine |
| Plante à épices | Poivrier noir Piper nigrum | idéal 23–32 °C[46] | Sud et sud-est de l'Asie[46] | Liane ; graines de 50 à 150 fleurs par tige productive |
| Caféier | Caféier libérica | moyenne du mois le plus froid ≥ 20,1 °C (seuil 7,2 °C plus élevé que l'arabica, à 12,9 °C)[47] | Afrique de l'Ouest et centrale, basse altitude | Caféier vigoureux résistant à la rouille de l'arabica |
| Palétuvier | Palétuvier rouge d'équateur Rhizophora apiculata | sensible au refroidissement (chilling-sensitive)[48] | Mangroves équatoriales Indo-Pacifique | Les mangroves sont globalement limitées à l'isotherme hivernal des eaux de surface à environ 20 °C[49] |
| Palétuvier | Palétuvier noir Bruguiera gymnorhiza | optimal 20–26 °C ; tolère 15 °C ; tué ≤ 0 °C ; parmi les mangroves les plus tolérantes au refroidissement[50],[51] | Indo-Pacifique tropical | Racines en genoux ; vivipare ; tolère salinité et sols anoxiques ; supporte l’immersion ; sensible au gel ; croissance lente |
| Palmier à échasses | Latanier latte | nuits ≥ 18 °C ; croissance stoppée < 20 °C ; stress sévère ≤ 10 °C ; zones USDA 11b–12[52],[53] | Endémique des Seychelles (3 îles) | Racines-échasses caractéristiques ; « tropical in its requirements »[53] |
Limites pour l’évaluation du confort humain
modifierLes zones de rusticité L'USDA ne représente pas une échelle de confort thermique humain. Elles sont basées sur la moyenne des températures minimales annuelles extrêmes d’un lieu sur une période de trente ans ; elles ne décrivent donc ni la température habituelle, ni la durée des épisodes froids,ni les conditions de vent, d’humidité ou de précipitations[54]. D’ailleurs, l’USDA présente sa carte comme un guide général pour la culture des plantes vivaces, en précisant que d’autres facteurs environnementaux influencent leur survie[54].
Ainsi, le fait d’appartenir à une zone 12 ou 13 ne permet pas d’affirmer qu’un humain pourrait porter en permanence un t-shirt et un short, ou qu’il ne risquerait pas l’hypothermie. Sur la carte USDA, une zone correspond à une moyenne de températures minimales extrêmes annuelles : elle ne signifie pas que la température ne descendra jamais en dessous du minimum de la zone, ni qu'elle restera constamment à ce niveau. La carte ne fournit pas non plus un seuil de température valable pour tous les gens.
Le stress froid dépend entre autres de la température de l’air, de l’humidité, du vent, de la pluie, de la durée d’exposition, de l’activité physique et de l’isolation vestimentaire[55]. Les réactions physiologiques au froid diffèrent également d’un individu à l’autre ; une publication scientifique met en évidence que la tolérance humaine au froid est limitée et fortement variable, et qu’elle dépend notamment de la durée d’exposition, du vent, de l’humidité, de l’activité et des propriétés isolantes des vêtements[56]. Il n’y a donc pas de correspondance générale et scientifiquement établie entre une zone USDA et le port d’une tenue donnée ou l’absence de risque d’hypothermie.
Voir aussi
modifierLiens externes
modifier- (en) Carte Europe et France.
- Carte de l'Europe de la zone de rusticité
- Carte de l'Afrique de la zone de rusticité
- Carte de Îles Britanniques de la zone de rusticité
- Carte de la Russie de la zone de rusticité
- Carte du Japon de la zone de rusticité
- Carte de la Corée du Nord et de la Corée du Sud de la zone de rusticité
- Carte de la Chine et de la Mongolie et la Taïwan de la zone de rusticité
- Carte de l'Asie du Sud-Est de la zone de rusticité
- Carte de l'Inde, du Pakistan, du Bangladesh, du Népal de la zone de rusticité
- Carte du Moyen-Orient de la zone de rusticité
- Carte des Etats-Unis et du Canada et du Mexique de la zone de rusticité
- Carte de l'Amérique centrale et des Caraïbes de la zone de rusticité
- Carte de l'Amérique du Sud de la zone de rusticité
- Carte de l'Australie de la zone de rusticité
- Carte de la Nouvelle-Zélande de la zone de rusticité
- (en) Interactive France Hardiness Zone Map.
- (en) Hardiness Zone maps for several continents.
- (en) USDA Plant Hardiness Zone Map.
- (en) American Horticultural Society Heat Zone Map.
- Carte interactive des zones de rusticité USDA
- (en) Interactive USDA Hardiness Zone Map
- (en)Interactive Mean Annual Minimum Temperature Map
Notes et références
modifier- ↑ Cathey, 1990[réf. incomplète].
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